2021 Fiscal Year Research-status Report
水中でヘム高選択的な認識能を発揮する蛍光性人工レセプターの創製と応用
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21K06480
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
久松 洋介 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (80587270)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 人工レセプター / ヘム / 蛍光プローブ / 超分子化学 / ホストゲスト化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、ヘム（プロトポルフィリンIX鉄錯体）が、生体機能制御に関与するシグナル分子として重要な役割をもつことが明らかになってきた。しかし、動的なヘムの生理学的役割については解明されていないところも多く、細胞内ヘムを認識しその挙動を直接観測できる分子プローブの開発が注目されている。本研究では、超分子化学を基盤として水中でヘム高選択的な認識能を発揮する蛍光性人工レセプターの創製を目的とする。これまでの研究で、４-アミノキノリン部位を特徴とするピンセット型人工レセプターが、ヘムに対して高い結合親和性を有することを明らかにしたが、ヘムの分解産物であるビリベルジンやビリルビンに対するヘム選択性に課題を残していた。
本年度は、4-アミノキノリン部位に加えてへム鉄に配位結合可能なイミダゾール基を有し、ヘム選択性の改善を期待した新規人工レセプターの設計、合成に取り組んだ。また、人工レセプターとヘムの複合体形成を蛍光変化として検出するために、フルオレセインを蛍光色素として人工レセプターに導入した。合成した人工レセプターとヘムの複合体形成を pH 7.4の緩衝液中で評価した結果、ヘム濃度依存的に人工レセプターの蛍光強度が減少した。一方、ビリベルジンやビリルビンに対する人工レセプターの蛍光強度変化はヘムと比べ小さかった。これらの結果から、配位結合部位を人工レセプターの適切な位置に導入することで、ヘム選択性の向上が示唆された。しかし、合成した人工レセプターとヘムの複合体において凝集体の生成が示唆されたため、より水溶性の高い新たな人工レセプターの設計、合成に取り組んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、配位結合部位を適切な位置に導入した人工レセプターを設計、合成した。続いて、合成した人工レセプターとヘムの複合体形成について検討した結果、ヘムに対する選択性の向上を示唆する結果が得られた。現在、より水溶性の高い人工レセプターの合成に取り組んでいるが、当初の予定よりも時間がかかっている。その理由として、従来の化合物と比べて合成ステップ数が増えたこと、精製が難しくなったことなどが挙げられる。水溶性人工レセプターを効率的に合成するルートの確立が課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
人工ヘムレセプターを効率的に合成するルートの確立に取り組む。具体的には、人工レセプターの共通中間体、配位結合部位と親水性部位に分けてそれぞれ設計、合成し、それらの組み合わせによって、人工レセプターを効率的に合成するルートの確立を目指す。続いて、合成した人工レセプターのヘムに対する結合能およびヘム選択性を中性水溶液中で評価し、ヘム高選択的な認識能を発揮する有望な蛍光性人工レセプターを見いだす。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していた消耗品のうち、本年度中に購入する必要がなくなったものがあるため、次年度に繰り越した。
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